文 献 综 述

能源是经济发展的基础，正如人身体中的血液一样。能源的可持续发展才能保证血液的不断循环。从能源行业选择的可持续发展道路上,我们更多看到的是国家对环境的责任^[1]。在十九大报告中，习近平总书记强调了生态文明建设的重要性以及取得的成效。在这样的时代背景下，加上政府鼓励、政策利好，节能减排行业如雨后春笋般鲜活复苏^[2]。十八大以来，国家加大节能降耗投入并扎实推进节能减排，高耗能企业余热余能得到有效的回收利用，高耗能产业和领域的能源回收利用水平有着极大提升。余热、余压及放散气等能量回收利用成效显著^[3]。

我国的工业生产产生的余热资源量特别庞大，在企业生产中余热的总量占消耗燃料总量的 20%～ 65%。可回收利用的余热资源占余热总资源的60%^[4]。显而易见，高耗能企业的燃料节约、余热资源回收利用在当下非常重要。而解决这个问题的主要方法是通过创建高效的热工工厂和低能耗的新生产工艺来提高热效率^[5]。目前，我国的中高温余热利用技术较为成熟^[6，7]。而对于中低品位余热的利用仍在技术研究阶段，对于低温烟气余热，由于缺乏有效的技术手段没有得到有效应用。总体来看我国的能源利用效率偏低^[8，9]。

1.炭素行业的余热利用

1.1炭素工艺简介

炭素制品是指将石油焦、无烟煤、天然石墨等炭素材料经过一系列加工得到的具有一定形状及物理化学性质的产品^[10]。炭素制品俗称炭砖或电炉块，主要用于冶金行业，如有色金属和无色金属的冶炼、以及电石、磷化工等企业。炭素企业一般以焦炭作为原料，用煤沥青作黏结剂，经原料制备、配料、混捏、压型、焙烧等工艺加工成各种炭素制品^[11]。

1.2炭素工艺生产中余热利用的可能性

锻烧是炭素生产的原料预处理工序，是特别重要的一步也是耗能最高的环节。在我国生产大型炭素制品的工厂中用于原料锻烧的设备一般采用回转窑和罐式锻烧炉^[12，13]。回转窑的优点是产能大^[14] 、企业基础建设的投入比较少、设备的自动化水平比较高。但是缺点也十分显著：炭质损耗高,一般为8% ～10%甚至更高,而且回转窑能耗高,严重影响了实际工作的理想性。锻烧炉具有产品质量稳定、炭质烧损低（一般为1.5～ 5%^[14]）、操作简单、日常维护工作量小、能耗低等优点。锻烧炉正常生产时不需要外供燃料，而是以石油焦在锻烧过程中排除出的挥发分作为燃料，燃烧挥发分产生的热量供锻烧炉锻烧物料使用。煅烧工序所产生的高温废气具有温度高、流量大的特点^[16]。

通过文献^[17]的查询可知：炭素煅烧过程排出的烟气温度900～ 1100℃；烟气成分(体积百分比)CO₂：6.9%、H₂O：10.6%、O₂：8.0%、N₂：74.5%；烟气含尘量：6 g/Nm³；烟气SO₂含量：825mg/Nm³，沉灰室出口烟气压力：- 80～ 150 Pa。烟气参数表明烟气余热可以利用。

1.3炭素烟气余热利用方式